电工与电子技术基础第8章半导体三极管及放大电路电子教案.ppt

《电工与电子技术基础（第2版）》电子教案 第8章 半导体三极管及放大电路 8.1 半导体三极管 8.2 三极管放大电路的组成 8.3 共发射极放大电路 8.4 共集电极放大电路 8.5 功率放大电路 8.6 单管放大电路实验 8.7 功率放大器实验 8.1 半导体三极管 8.1.1 三极管结构与类型 8.1.2 三极管的电流放大作用 8.1.3 三极管的输入特性与输出特性 8.1.4 三极管的主要参数 8.1.1 三极管结构与类型 (3)三个区、三个极、二个结 无论是NPN型管还是PNP型管,它们内部均含有三个区: 发射区、基区、集电区。 从三个区各引出一个金属电极分别称为 发射极（e）、基极（b）和集电极（c）。 在三个区的两个交界处形成两个PN结, 发射区与基区之间形成的PN结称为发射结, 集电区与基区之间形成的PN结称为集电结。 3.三极管的外形结构 8.1.2 三极管的电流放大作用 1.三极管放大的条件 三极管实现放大作用的外部条件是发射结正向偏置, 集电结反向偏置。图（a）为NPN管的偏置电路。 8.1.3 三极管的输入特性与输出特性 1. 输入特性曲线 8.1.4 三极管的主要参数 电流放大系数的大小反映了三极管放大能力的能力。β为集电极电流变化量与基极电流变化量之比。 8.2 三极管放大电路的三种组态 8.2.1 三极管放大时的三种组态 8.2.2 放大器的组成 8.2.3 放大器的放大倍数及增益 8.2.1 三极管放大时的三种组态 8.2.2 放大电路中变量符号 1 直流分量 用大写字母和大写下标表示。如IB表示基极的直流电流。 2 交流分量 用小写字母和小写下标表示。如ib表示基极的交流电流。 3 总变化量 是直流分量和交流分量之和,即交流叠加在直流上,用小写字母和大写下标表示。如iB表示基极电流总的瞬时值,其数值为iB=IB+ib。 4 交流有效值 用大写字母和小写下标表示。如Ib表示基极的正弦交流电流的有效值。 8.2.3 放大器的放大倍数及增益 1. 电压放大倍数Au及电压增益Gu 3. 功率放大倍数AP及功率增益GP 8.3 共发射极放大电路 8.3.1 电路的构成 8.3.2 电路的静态分析 8.3.3 电路的动态分析 8.3.4 共发射极放大电路的特点与应用 8.3.1 电路的构成 图示最常见的一种单管共射极放大电路。它由以下三个基本组成部分： （1）放大器件：BJT是放大电路的核心器件。 （2）供电电源与直流偏置电路：供电电源VCC是放大器中的能源，同时它与由偏置电阻RB1，RB2，RC及RE，组成的偏置电路共同作用，使BJT较稳定地工作在放大状态。 （3）耦合电路：信号源通过输入端耦合电容CB与放大器相连，再由输出端耦合电容CC将放大后的信号送至负载RL。 CB ，CC在电路中的作用是“传送交流，隔离直流”。 8.3.2 电路的静态分析 当放大电路没有输人信号（ui＝0）时，电路中各处的电压、电流都是不变的直流，称为直流工作状态或静止状态，简称静态。静态时BJT各电极的直流电压和电流数值称为静态工作点，它对应着管子特性曲线上的一点Q点。 1. Q点的估算 分析放大电路的静态工作情况时，可将电路中的电容元件视作开路，电感元件视为短路，之后所得到的电路称为直流通路。图（a）所示电路即为直流通路。直流通路可用于分析放大器的静态。 Q点的估算方法 UB=VCCRB2/（RB1+RB2） IEQ=（UB-UBEQ）/RE （硅管取UBEQ＝0． 7 V，锗管取UBEQ＝0． 3 V； ） ICC＞＞IB IB≈IE ICQ ≈ IEQ IBQ=ICQ/β UCEQ＝VCC - ICQ(RC+RE) 2．Q点与直流负载线 根据前面的分析，静态时BJT两端的电压UCE和电流IC，之间有如下关系： UCE＝VCC－ IC（RC＋RE） 在BJT的输出特J性曲线上找两个特殊点M和N： N点： UCE＝0 IC=VCC / (RC＋RE) M点： IC＝0 UCE＝VCC 连接MN的直线称做直流负载线，如图示。放大器直流通路中任何一个元件或电源数值的改变，都会影响Q点，但Q点的位置始终在直流负载线上。 8.3.3 电路的动态分析 放大器接入交流信号（u≠0）后，电路中各处的电压、电流同时存在直流分量与交流分量两种成分，称电路工作在动态。动态分析是利用放大器的输入、输出特性对放大器的放大能力进行定性和定量的分析与估算。 1．交流通路与交流负载线 交流通路决定了电路中